一年前,人类最雄心勃勃且成本最高的太空望远镜詹姆斯·韦布向远离太阳的L2拉格朗日点进发。它经历了惊心动魄的部署:通过了344个潜在故障点,它的镜子和遮阳罩成功展开,造价100亿美元的韦布太空望远镜(Webb或JWST)源源不断地产出优质的天文观测数据。仅仅观测了不到六个月后,它已经得到很多革命性的观测数据,科学家们已经利用它们做出了几项重要破纪录的重大发现。
让我们一起看看韦布太空望远镜的八大绝技。
1. 看得更远,看得更久远
要看到来自宇宙中最遥远星系的稀有光子,望远镜越大越好——韦布太空望远镜拥有太空中最大口径的主镜——直径6.5米。此外,因为物体距离越远,它的光红移就越大。所谓红移就是:星系离我们越远,由于宇宙的膨胀,它远离我们的速度就越快,所以它的光被拉伸得越多,即波长更长。
2. 发现是什么点亮了宇宙
大爆炸之后,恒星和星系形成之前,宇宙是黑暗的,笼罩在中性氢雾中。最终,光线,尤其是紫外线辐射,使雾气电离。但是结束宇宙黑暗时代的光最初是从哪里来的呢?
3. 测量系外行星大气
天文学家现在已经发现了5000多颗系外行星,而且还在不断增加,但尽管发现了如此多的行星,我们仍然对其中许多行星一无所知。韦布并不是为了发现新的系外行星而设计的,但它的目标是了解这些遥远世界的更多细节。
4. 搜索生命和宜居性的线索
上述对WASP-39b的观测预示着即将对TRAPPIST-1系统的行星进行研究,该系统由七颗岩石行星组成,围绕一颗距离地球40.7光年的红矮星运行。其中四颗位于恒星的假定宜居带,那里的温度可以维持表面液态水。如果条件合适,它们可能在不同程度上适合居住。
5. 研究宇宙化学和星系演化
一些恒星可以存活数十亿年,但其它恒星只存在很短的时间,要么超新星爆炸,要么膨胀成为一颗红巨星,然后将其外层抛射到深空。在这两种情况下,恒星都会在太空中散布大量比氢和氦更重的元素形成的宇宙尘埃。
6. 着眼于太阳系
尽管韦布旨在探测深空,但它也可用于观察我们最近的邻居,并且结果令人惊喜。天文学家不确定当韦布指向木星时会发生什么,因为它移动的速度很快,而且与韦布通常观察到的遥远微弱星系相比,这颗行星太亮。
7. 正在揭示有关恒星形成的细节
哈勃太空望远镜最具标志性的图像之一是创生之柱——在鹰状星云中发现的长达好多光年的分子气体柱。这些柱子是恒星诞生的宇宙托儿所。韦布重新审视了创生之柱,由此产生的近红外和中红外光图像与原始图像一样特别。
8. 改变了太空望远镜的建造方式
韦布的几经周折最终进入轨道。尽管已逾期数年且超出预算数十亿美元,但其革命性的设计为太空望远镜开辟了一条新道路。特别是它巨大的金色主镜,由18个六角形部分展开而成,是一项全新的工程,这样就可以将如此大尺寸的望远镜发射到太空。